Имитационный стенд закона распределения
Изобретение относится к учебным моделям, а именно к стенду для имитации закона распределения. Стенд состоит из стола с прямоугольным отверстием в центре, куда входит нижняя часть криволинейного корпуса с приемником, в котором установлено несколько перегородок. Крайние перегородки установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости и размещения заподлицо с задней стенкой корпуса. Сверху корпуса установлен бункер на колесах с двумя шиберными заслонками и коническим направителем. Между стенками корпуса установлены перемычки в определенном порядке. Последние стенки приемника выполнены шарнирными с возможностью поворота внутрь приемника и снабжены регулятором поворота. Нижние части стенок выполнены двойными с зазором, в котором установлена подпружиненная заслонка. Техническим результатом изобретения является расширение демонстрационных возможностей стенда. 6 ил.
Изобретение относится к конструированию имитационных стендов закона распределения и может быть использовано при создании новых подобных устройств.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является стенд для имитации закона распределения, включающий корпус с приемником, внутри которого установлены перегородки и бункер для имитатора в виде шариков (см. авторское свидетельство SU №1051559, кл. G09B 23/06, 1983).
Техническим результатом изобретения является расширение демонстрационных возможностей стенда.
Указанный технический результат достигается тем, что имитационный стенд закона распределения включает стол с прямоугольным отверстием в центре, в котором размещена нижняя часть криволинейного корпуса с приемником, внутри которого установлены десять перегородок с одинаковым шагом - 1,61 см, четыре средние из которых состоят из двух частей: верхней, жестко прикрепленной к обеим стенкам корпуса, и нижней, выполненной в виде шарнирно установленных заслонок, высота которых равна шагу перегородок, а шесть из них, по три с каждой стороны, выполнены цельными с возможностью поворота в вертикальной плоскости и установки их заподлицо с задней стенкой корпуса, выполненного с открытым верхом, на котором установлен бункер на колесах с наклонными продольными стенками дна, съемным коническим направителем в центре, в котором установлена шиберная заслонка с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера, а на нижних торцах наклонных продольных стенок дна бункера установлена вторая шиберная заслона с возможностью продольного перемещения, при этом боковые стенки корпуса параллельны друг другу, и одна из них выполнена прозрачной, например из оргстекла, а между ними жестко, с возможностью съема установлены круглые перемычки параллельными рядами с шагом 1,61 см вдоль ряда и с таким же шагом по вертикали, при этом каждый нижележащий ряд по отношению к вышележащему смещен на половину продольного шага вышележащего ряда перемычек, а количество горизонтальных рядов определяется по формуле: N=A/Тп, где N - число горизонтальных рядов перемычек, А - шаг перемычек по горизонтали, Тп - диаметр перемычек, установленных перпендикулярно обеим боковым стенкам корпуса, который слева и справа закрыт стенками с заслонкой на левой стороне, закрепленной шарнирно на уровне дна приемника, установленного горизонтально на расстоянии, равном высоте, соответствующей сумме горизонтальных рядов перемычек и высоты бункера, а боковые стенки приемника выполнены шарнирными, подпружинены с возможностью поворота внутрь корпуса с регулятором угла поворота, изготовленного в виде стержня с завальцованным шариком на одном конце, обращенным к стенке и контактирующим с треугольном пазом, выполненным на пути движения шарика, а другой конец стержня проходит через резьбовую втулку, жестко закрепленную в боковой стенке корпуса, и заканчивается маховичком, жестко закрепленным на конце стержня с возможностью его осевого перемещения в резьбовой втулке, причем регулятор установлен на высоте двух третей от осей вращения боковых стенок приемника, причем указанные оси снабжены спиральными пружинами, а снизу корпуса выполнена винтовая нарезка, взаимодействующая с горизонтальным винтом, установленным на двух промежуточных опорах, и выходит с левой стороны стола с контрмаховичком, который по диаметру превышает жестко закрепленный на конце винта маховичок управления, причем левый верхний конец корпуса шарнирно закреплен на стойке, которая своим нижним концом жестко прикреплена к столу, а правая нижняя внешняя часть приемника опирается на шаровую опору, жестко закрепленную на столешнице в зоне перехода корпуса в нижнюю полость стола, при этом сверху корпуса, слева на торце жестко установлен тормозной упор с контрвинтом, а верхние торцы боковых стенок корпуса выполнены со скосом наружу по всей длине и по одну из сторон от оси симметрии корпуса, на половине межосевого расстояния колес бункера выполнены треугольные пазы шириной, равной радиусу ступицы колес бункера, причем нижние концы шарнирных боковых стенок приемника выполнены двойными с зазором, в котором свободно установлена подпружиненная по продольной оси стенки заслонка.
Новые существенные признаки изобретения:
- имитационный стенд состоит из стола с прямоугольным отверстием в центре, куда входит нижняя часть криволинейного корпуса с приемником,
- внутри приемника установлены 10 перегородок с одинаковым шагом - 1,61 см, 4 средних состоят из двух частей: верхней, жестко прикрепленной к обоим стенкам корпуса, и нижней, выполненной в виде шарнирно установленных заслонок высотой, равной шагу перегородок, а 6 из них, по три с каждой стороны, выполнены цельными с возможностью поворота в вертикальной плоскости и установки их заподлицо с задней стенкой корпуса,
- корпус выполнен с открытым верхом, где установлен бункер на колесах с наклонными продольными стенками дна, съемным коническим направителем в центре, в котором установлена шиберная заслонка с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера, а на нижних торцах наклонных продольных стенок дна бункера установлена вторая шиберная заслонка с продольным перемещением,
- боковые стенки корпуса параллельны друг другу, и одна из них выполнена прозрачной, например из оргстекла, а между ними жестко с возможностью съема установлены круглые перемычки параллельными рядами с шагом 1,61 см вдоль ряда и с таким же шагом по вертикали, при этом каждый нижележащий ряд по отношению к вышележащему смещен на половину продольного шага вышележащего ряда перемычек, а количество горизонтальных рядов - N определяется по формуле: N=A/Тп, где А - шаг перемычек по горизонтали, Тп - диаметр перемычек,
- перемычки установлены перпендикулярно обеим боковым стенкам корпуса, который слева закрыт стенками с заслонкой на левой стороне, закрепленной шарнирно на уровне дна приемника, установленного горизонтально на расстоянии, равном высоте суммы горизонтальных рядов перемычек плюс высота бункера,
- боковые стенки приемника выполнены шарнирными, подпружинены с возможностью поворота внутрь корпуса с регулятором угла поворота,
- регулятор угла поворота изготовлен в виде стержня с завальцованным шариком на одном конце, обращенным к стенке и контактирующим с треугольным пазом, выполненным на пути движения шарика, а другой конец стержня проходит через резьбовую втулку, жестко закрепленную в боковой стенке корпуса, и заканчивается маховичком, жестко закрепленным на конце стержня с возможностью его осевого перемещения в резьбовой втулке, а установлен регулятор на высоте двух третей от оси вращения боковых стенок приемника, причем эти оси снабжены спиральными пружинами,
- снизу корпуса выполнена винтовая нарезка, взаимодействующая с горизонтальным винтом, установленным на двух промежуточных опорах, и выходит с левой стороны стола с контрмаховичком, который по диаметру больше закрепленного жестко на конце винта маховичка управления,
- левый верхний конец корпуса шарнирно закреплен на стойке, которая своим нижним концом жестко прикреплена к столу, а правая нижняя внешняя часть корпуса опирается на шаровую опору, жестко закрепленную на столешнице в зоне перехода корпуса в нижнюю полость стола,
- сверху корпуса слева на торце жестко установлен тормозной упор с контрвинтом,
- верхние торцы боковых стенок корпуса выполнены со скосом наружу по всей длине,
- по одну из сторон от оси симметрии корпуса на половине межосевого расстояния колес бункера выполнены треугольные пазы шириной, равной радиусу ступицы колес бункера,
- сверху корпуса слева на торце жестко установлен тормозной упор с контрвинтом,
- нижние концы шарнирных боковых стенок приемника сделаны двойными с зазором, в котором свободно установлена подпружиненная по продольной оси стенки заслонка.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 показан фронтальный вид стенда,
на фиг.2 - разрез А-А с фиг.1,
на фиг.3 - вид Б с фиг.1,
на фиг.4 представлено сечение нижней части боковой стенки приемника,
на фиг.5 - перпендикулярное сечение по оси колеса с частью боковой стенки,
на фиг.6 изображена гистограмма распределения имитатора в карманах приемника.
Имитационный стенд закона распределения состоит из стола 1 с прямоугольным отверстием в центре, куда входит нижняя часть криволинейного корпуса 2 с приемником 3, внутри которого установлены 10 перегородок 4 с одинаковым шагом - 1,61 см, 4 средних состоят из двух частей: верхней 5, жестко прикрепленной к обоим стенкам корпуса 2, и нижней, выполненной в виде шарнирно установленных заслонок 6 высотой, равной шагу перегородок, а 6 из них, по три с каждой стороны, выполнены цельными с возможностью поворота в вертикальной плоскости и установки их заподлицо с задней стенкой 7 корпуса 2, выполненного с открытым верхом, где установлен бункер 8 на колесах 9 с наклонными продольными стенками 10 дна, съемным коническим направителем 11 в центре, в котором установлена шиберная заслонка 12 с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера 8, а на нижних торцах наклонных продольных стенок 10 дна бункера 8 установлена вторая шиберная заслонка 13 с продольным перемещением, боковые стенки 7 корпуса 2 параллельны друг другу, и одна из них выполнена прозрачной, например из оргстекла, а между ними жестко с возможностью съема установлены круглые перемычки 14 параллельными рядами с шагом 1,61 см вдоль ряда и с таким же шагом по вертикали, при этом каждый нижележащий ряд по отношению к вышележащему смещен на половину продольного шага вышележащего ряда перемычек 14, а количество горизонтальных рядов определяется по формуле: N=А/Тп, где N - число горизонтальных рядов перемычек 14, А - шаг перемычек 14 по горизонтали, Тп - диаметр перемычек 14, установленных перпендикулярно обеим боковым стенкам 7 корпуса 2, который слева и справа закрыт стенками 15 с заслонкой 16 на левой стороне, закрепленной шарнирно на уровне дна 17 приемника 3, установленного горизонтально на расстоянии, равном высоте суммы горизонтальных рядов перемычек 14 плюс высота бункера 8, а боковые стенки 18 приемника 3 выполнены шарнирными, подпружинены с возможностью поворота внутрь корпуса 2 с регулятором угла поворота, изготовленного в виде стержня 19 с завальцованным шариком 20 на одном конце, обращенным к стенке 18 и контактирующим с треугольном пазом, выполненным на пути движения шарика 20, а другой конец стержня 19 проходит через резьбовую втулку 21, жестко закрепленную в боковой стенке 15 корпуса 2, и заканчивается маховичком 22, жестко закрепленным на конце стержня 19 с возможностью его осевого перемещения в резьбовой втулке 21, а установлен регулятор на высоте двух третей от оси вращения 23 боковых стенок 18 приемника 3, причем эти оси снабжены спиральными пружинами 24, а снизу корпуса 2 выполнена винтовая нарезка 25, взаимодействующая с горизонтальным винтом 26, установленным на двух промежуточных опорах 27, и выходит с левой стороны стола 1 с контрмаховичком 28, который по диаметру больше закрепленного жестко на конце винта 26 маховичка управления 28, причем левый верхний конец корпуса 2 шарнирно закреплен на стойке 29, которая своим нижним концом жестко прикреплена к столу 1, а правая нижняя внешняя часть корпуса 2 опирается на шаровую опору 30, жестко закрепленную на столешнице 32 в зоне перехода корпуса 2 в нижнюю полость стола 1, при этом сверху корпуса 2 слева на торце жестко установлен тормозной упор 33 с контрвинтом 34, а верхние торцы боковых стенок 7 корпуса 2 выполнены со скосом наружу по всей длине, и по одну из сторон от оси симметрии корпуса 2 на половине межосевого расстояния колес 9 бункера 8 выполнены треугольные пазы 35 шириной, равной радиусу ступицы 36 колес 9 бункера 8, причем нижние концы шарнирных боковых стенок 18 приемника 3 сделаны двойными с зазором, в который свободно установлена подпружиненная по продольной оси стенки 18 заслонка 37. Собирают имитатор в ручной сборник 38.
Заявленный имитационный стенд позволяет исследовать распределение имитатора (шариков) в карманах приемника, которые имитируют гистограмму распределения, для чего достаточно измерить ординаты каждого отдела (класса) распределения имитатора по карманам приемника. Для измерений достаточно использовать любой известный способ и средства измерения, например разметить каждый карман приемника в миллиметрах от основания вверх и после успокоения шариков в них выровнять вершины и считать со шкалы ординаты прямоугольников гистограммы. Все это можно нанести затем в заданном масштабе на миллиметровую бумагу и получить линию, соединяющую середины прямоугольников гистограммы - реальная кривая закона распределения, которую с той или иной степенью точности можно аппроксимировать или нормальным законом распределения, или иным.
Работа стенда.
Для осуществления имитации закона распределения необходимо в бункер 8 засыпать имитатор в виде шариков диаметром 1,61-2 мм. Затем устанавливают бункер на середине стенок 7 так, чтобы ступицы 36 колес 9 вошли в пазы 35. В этом положении бункер зафиксируется, и затем отрыть шиберную заслонку, и весь имитатор под действием силы тяжести высыпается между стенками 7 корпуса 2, проходит между перемычками 14 и скапливается в промежутках между стенками 4, показывая своим количеством закон распределения, а так как объем приемника больше объема бункера или в крайнем случае ему равен, то переполнения пространств между перегородками 4 в случае равномерного распределения не будет.
В исследовательских целях количество зон приема имитатора можно менять. Выше рассмотрен случай, когда установлены все 10 перегородок 4, и в результате имеем 11 классов распределения параметров закона. Можно сделать 9 классов. Для этого с каждого края приемника поворачиваем соответствующую перегородку заподлицо со стенкой 7 корпуса 2, а вращая маховичок 22, подводим шарнирную стенку 18 до касания с вертикальной перегородкой 4, а так как на концах шарнирных стенок 18 выполнены подпружиненные заслонки 37, то при повороте стенок 18 образовавшийся зазор автоматически закрывается заслонками 37, а при возврате в исходное положение спиральная пружина 24 возвращает стенку 18. Чтобы сделать 7 и 5 классов, повторяем указанные выше операции с очередной перегородкой, а их по формуле изобретения по три с каждой стороны, значит, диапазон изменения числа классов составляет: 5, 7, 9 и 11. Для сбора имитатора и повторения опыта открываем заслонки 13 и 16, отворачиваем контрмаховичок 28, а затем маховичком управления 29 вращаем винт 26, немного наклоняем направо корпус 2, который имеет возможность поворачиваться, т.к. он шарнирно опирается на стойку 30, и имитатор скатывается в ручной сборник 38, после чего его снова можно загрузить в бункер 8 и повторить опыт. При наклоне корпуса 2 в целях техника безопасности бункер 8 устанавливают вплотную к тормозному упору 33 и контрвинтом 34 закрепляют его неподвижно.
Имитационный стенд закона распределения, включающий стол с прямоугольным отверстием в центре, в котором размещена нижняя часть криволинейного корпуса с приемником, внутри которого установлены десять перегородок с одинаковым шагом - 1,61 см, четыре средние из которых состоят из двух частей: верхней, жестко прикрепленной к обеим стенкам корпуса, и нижней, выполненной в виде шарнирно установленных заслонок, высота которых равна шагу перегородок, а шесть из них, по три с каждой стороны, выполнены цельными с возможностью поворота в вертикальной плоскости и установки их заподлицо с задней стенкой корпуса, выполненного с открытым верхом, на котором установлен бункер для имитатора на колесах с наклонными продольными стенками дна, съемным коническим направителем в центре, в котором установлена шиберная заслонка с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера, а на нижних торцах наклонных продольных стенок дна бункера установлена вторая шиберная заслонка с возможностью продольного перемещения, при этом боковые стенки корпуса параллельны друг другу, и одна из них выполнена прозрачной, например из оргстекла, а между ними жестко с возможностью съема установлены круглые перемычки параллельными рядами с шагом 1,61 см вдоль ряда и с таким же шагом по вертикали, при этом каждый нижележащий ряд по отношению к вышележащему смещен на половину продольного шага вышележащего ряда перемычек, а количество горизонтальных рядов определяется по формуле: N=A/Тп, где N - число горизонтальных рядов перемычек; А - шаг перемычек по горизонтали; Тп- диаметр перемычек, установленных перпендикулярно обеим боковым стенкам корпуса, который слева и справа закрыт стенками с заслонкой на левой стороне, закрепленной шарнирно на уровне дна приемника, установленного горизонтально на расстоянии, равном высоте, соответствующей сумме горизонтальных рядов перемычек и высоты бункера, а боковые стенки приемника выполнены шарнирными, подпружинены с возможностью поворота внутрь корпуса с регулятором угла поворота, изготовленного в виде стержня с завальцованным шариком на одном конце, обращенным к стенке и контактирующим с треугольном пазом, выполненным на пути движения шарика, а другой конец стержня проходит через резьбовую втулку, жестко закрепленную в боковой стенке корпуса, и заканчивается маховичком, жестко закрепленным на конце стержня с возможностью его осевого перемещения в резьбовой втулке, причем регулятор установлен на высоте двух третей от осей вращения боковых стенок приемника, причем указанные оси снабжены спиральными пружинами, а снизу корпуса выполнена винтовая нарезка, взаимодействующая с горизонтальным винтом, установленным на двух промежуточных опорах, и выходит с левой стороны стола с контрмаховичком, который по диаметру превышает жестко закрепленный на конце винта маховичок управления, причем левый верхний конец корпуса шарнирно закреплен на стойке, которая своим нижним концом жестко прикреплена к столу, а правая нижняя внешняя часть приемника опирается на шаровую опору, жестко закрепленную на столешнице в зоне перехода корпуса в нижнюю полость стола, при этом сверху корпуса, слева на торце жестко установлен тормозной упор с контрвинтом, а верхние торцы боковых стенок корпуса выполнены со скосом наружу по всей длине и по одну из сторон от оси симметрии корпуса, на половине межосевого расстояния колес бункера выполнены треугольные пазы шириной, равной радиусу ступицы колес бункера, причем нижние концы шарнирных боковых стенок приемника выполнены двойными с зазором, в котором свободно установлена подпружиненная по продольной оси стенки заслонка.
